EN 15022 النحاس وسبائك النحاس - تحديد محتوى القصدير

يتكون المعيار الأوروبي، "EN 15022 النحاس وسبائك النحاس - تحديد محتوى القصدير"، من الأقسام الفرعية التالية المنشورة تحت نفس العنوان:

• لم يتم نشر المعيار "EN 15022-1 الجزء 1: طريقة المعايرة" بعد.
• يصف المعيار "EN 15022-2 الجزء 2: طريقة قياس الطيف الضوئي" طريقةً لقياس الطيف الضوئي لتحديد محتوى القصدير في النحاس وسبائكه في حالتها الخام والمعالجة والمصبوبة. تُطبَّق هذه الطريقة على المنتجات التي تتراوح فيها نسبة القصدير بين 0,005% و0,5% (مستويات منخفضة إلى متوسطة من القصدير). ويعتمد هذا المعيار على مبدأ الاستخلاص باستخدام ميثيل أيزوبوتيل كيتون، ثم قياس الطيف الضوئي لمركب القصدير-كيرسيتين الأصفر عند طول موجي 440 نانومتر.

تحدد هذه الطريقة محتوى القصدير في النحاس وسبائك النحاس، وهي قابلة للتطبيق على المنتجات التالية:

• المنتجات غير المعالجة (مثل السبائك).
• المنتجات المصنعة (مثل القضبان والصفائح والأنابيب).
• منتجات مصبوبة.

يُعد القصدير عنصرًا مهمًا في صناعة البرونز (سبائك النحاس والقصدير)، والبرونز الفوسفوري، والنحاس الأصفر، مما يحسن من قوة المعدن ومقاومته للتآكل وخصائصه المقاومة للتآكل.

تشمل أساليب قياس الطيف الضوئي ما يلي:

• على سبيل المثال، إذابته في خليط حمضي مناسب (عادة حمض الهيدروكلوريك وربما أحماض أخرى لإذابة السبيكة تمامًا).
• اختزال القصدير إلى حالة أكسدة محددة.
• تكوين مركب ملون مع القصدير باستخدام كاشف (عادةً فينيل فلورون أو مركبات مماثلة تنتج لونًا قابلاً للقياس مع أيونات القصدير).
• قياس امتصاص محلول ملون عند طول موجي محدد باستخدام جهاز قياس الطيف الضوئي.
• لتحديد محتوى القصدير، تتم مقارنة الامتصاصية بمنحنيات المعايرة المحضرة من محاليل القصدير القياسية.

تتميز هذه الطريقة بالحساسية والدقة بالنسبة لتركيزات القصدير المنخفضة وتوفر انتقائية جيدة في وجود عناصر أخرى شائعة في سبائك النحاس (مثل الزنك والفوسفور والرصاص).

يُعد تحديد نسبة القصدير بدقة أمرًا بالغ الأهمية لما يلي:

• الامتثال لمواصفات السبيكة.
• ضمان الجودة في تطبيقات مثل المحامل والينابيع والمعدات البحرية والمكونات الكهربائية حيث يعزز القصدير الأداء.
• تجنب المشاكل مثل الهشاشة الناتجة عن زيادة القصدير أو انخفاض الموصلية الناتج عن الشوائب.

تم توحيد هذه الأنواع من المعايير في جميع أنحاء أوروبا ويمكن اعتمادها على المستوى الوطني.

• يصف المعيار "EN 15022-3 الجزء 3: محتوى منخفض من القصدير - طريقة مطيافية الامتصاص الذري باللهب (FAAS)" طريقة مطيافية الامتصاص الذري باللهب (FAAS) لتحديد محتوى القصدير في النحاس وسبائكه في المنتجات الخام والمعالجة والمصبوبة. وتُطبّق هذه الطريقة على المنتجات ذات النسب المئوية المنخفضة من كتلة القصدير، والتي تتراوح بين 0,001% و0,6%.

تعتمد طريقة الاختبار هذه على المبادئ التالية:

• إذابة عينة الاختبار في حمض الهيدروكلوريك وبيروكسيد الهيدروجين.
• استخلاص القصدير في الطور العضوي عن طريق محلول أكسيد ثلاثي أوكتيل فوسفين وميثيل أيزوبوتيل كيتون، متبوعًا بسحب المحلول العضوي إلى لهب أكسيد النيتروز / الأسيتيلين لجهاز مطياف الامتصاص الذري.
• قياس امتصاص خط 286,3 نانومتر المنبعث من مصباح الكاثود القصديري المجوف.

ينطبق هذا المعيار على تحديد القصدير في النحاس وسبائك النحاس بأشكال مختلفة: غير معالج (مثل السبائك)، ومعالج (مثل الصفائح والقضبان والأنابيب)، ومنتجات الصب.

تم تصميم هذا المعيار خصيصًا لنسب كتلة القصدير المنخفضة، والتي تتراوح عادةً بين 0,001% إلى 0,6% (قد تختلف الحدود الدقيقة قليلاً اعتمادًا على المعايرة والتداخل، ولكنه ممتاز عند مستويات الآثار حيث تفتقر الطرق الأخرى إلى الدقة).

وهو مثالي للسبائك ذات المحتوى الأدنى من القصدير، مثل بعض أنواع النحاس أو النحاس الأصفر عالي التوصيل حيث يوجد القصدير كشوائب أو مادة مضافة صغيرة.

يُعدّ التحليل الطيفي للامتصاص الذري باللهب (FAAS) تقنية شائعة الاستخدام في المختبرات التحليلية لتحديد كمية العناصر. يتميز هذا التحليل بحساسية ودقة وسرعة عاليتين حتى مع انخفاض محتوى القصدير، مما يجعله طريقة مفضلة لمراقبة الجودة الروتينية مقارنةً بطرق الكيمياء الرطبة التقليدية.

يُعد التحليل الدقيق للقصدير ضروريًا لما يلي:

• التحقق من مطابقة المواصفات الخاصة بالسبيكة.
• ضمان أداء المواد في تطبيقات مثل الموصلات الكهربائية (نسبة منخفضة من القصدير للتوصيل الكهربائي)، والمعدات البحرية، أو المحامل (نسبة قصدير مضبوطة لمقاومة التآكل).
• الكشف عن كميات ضئيلة من شوائب القصدير التي قد تؤثر على خصائص مثل الليونة أو قابلية التشكيل على الساخن.
• يصف المعيار "EN 15022-4 الجزء 4 محتوى القصدير المتوسط ​​- طريقة مطيافية الامتصاص الذري باللهب (FAAS)" طريقة مطيافية الامتصاص الذري باللهب (FAAS) لتحديد محتوى القصدير في النحاس وسبائكه في المنتجات الخام والمعالجة والمصبوبة. وتُطبق هذه الطريقة على المنتجات التي يتراوح محتوى القصدير فيها بين 0,2% و3,0%.

تعتمد طريقة الاختبار هذه على المبادئ التالية:

• يتم إذابة عينة الاختبار في حمض الهيدروكلوريك وبيروكسيد الهيدروجين، ثم يتم تخفيفها بشكل مناسب، ثم يتم شفطها إلى لهب أكسيد النيتروز / الأسيتيلين لجهاز مطياف الامتصاص الذري.
• امتصاص خط 286,3 نانومتر المنبعث من مصباح الكاثود المجوف المصنوع من القصدير.

ينطبق هذا المعيار على تحديد القصدير في النحاس وسبائك النحاس في جميع أشكال المنتجات، بما في ذلك الخام (مثل السبائك)، والمعالج (مثل القضبان والصفائح والأنابيب والأسلاك)، والمنتجات المصبوبة.

يستهدف هذا المعيار على وجه التحديد نسب كتلة القصدير المعتدلة، والتي تتراوح عادة بين 0,2٪ إلى 3٪ (حتى مستويات أعلى اعتمادًا على التخفيف والمعايرة، وهي مناسبة لسبائك مثل برونز القصدير حيث يكون القصدير مادة مضافة مهمة).

يُعد القصدير عنصراً أساسياً في السبائك مثل البرونز الفوسفوري أو النحاس الأصفر، حيث يوفر قوة محسنة ومقاومة للتآكل وخصائص مقاومة للتآكل في تطبيقات مثل المحامل والتروس والصمامات والمكونات البحرية.

يُعدّ التحليل الطيفي للامتصاص الذري باللهب (FAAS) تقنية مخبرية قياسية لتحليل العناصر بدقة عالية. وتتلخص الخطوات الرئيسية فيما يلي:

• إذابة العينة: يتم إذابة عينة السبيكة باستخدام خليط من الأحماض (عادةً ما تكون مزيجًا من حمض النيتريك أو حمض الهيدروكلوريك) لإطلاق القصدير في المحلول مع الحفاظ على مصفوفة النحاس تحت السيطرة.
• التحضير للتحليل: التخفيف وإضافة مواد تعديل المصفوفة المحتملة أو عوامل التحرير لتقليل التداخل من النحاس أو العناصر الأخرى.
• التذرية والقياس: يُسحب المحلول إلى لهب خليط من الهواء والأسيتيلين أو أكسيد النيتروز والأسيتيلين (ويُفضل استخدام الأخير عادةً مع القصدير لتجنب التداخل الكيميائي). تمتص ذرات القصدير الضوء من مصباح الكاثود المجوف عند طول موجي مميز (عادةً 224,6 نانومتر أو 286,3 نانومتر).
• القياس الكمي: يتم قياس الامتصاص ومقارنته بمنحنى معايرة مشتق من معايير القصدير المعروفة باستخدام مطابقة المصفوفة لضمان الدقة.
• إدارة التداخل: تعالج تقنيات تصحيح الخلفية التداخلات المحتملة التي قد تنشأ من عناصر السبائك الأخرى.

بالنسبة لمستويات القصدير المتوسطة، يوفر هذا النوع من تقنية الامتصاص الذري باللهب دقة ممتازة وهو أسرع من الطرق التقليدية، مما يجعله مثالياً للاختبارات الروتينية وشهادات المواد في المسابك.

يُتيح تحديد الكمية الموثوقة من القصدير ما يلي:

• الامتثال لمعايير التركيب.
• الخصائص المثلى للمادة: قلة القصدير تقلل من القوة، وكثرته قد تسبب الهشاشة.
• الجودة في صناعات مثل السيارات، والفضاء، والسباكة، والهندسة الكهربائية.

يعزز هذا المعيار المعتمد وطنياً التناسق في جميع أنحاء أوروبا.

على مدى سنوات عديدة، دأبت مؤسستنا، بفضل كوادرها المؤهلة وذات الخبرة، على فهم احتياجات عملائها، وتوفير خدمات الاختبار المتقدمة التي يحتاجونها، والمساعدة في إنشاء أنظمة الإدارة وتطبيقها وتحسينها. وفي هذا الإطار، نقدم أيضًا خدمات الاختبار للشركات وفقًا لمعيار "EN 15022 النحاس وسبائك النحاس - تحديد محتوى القصدير".